,,Idejno rjeenje zateznog polja nadzemnog voda nazivnog napona 400 kV

UNIVERZITET U ISTONOM SARAJEVUELEKTROTEHNIKI FAKULTET

IDEJNO RJEENJE ZATEZNOG POLJA NADZEMNOG VODA NAZIVNOG NAPONA 400 KV

SEMINARSKI RAD

Odsjek: ElektroenergetikaPredmet: Elektroenergetske mree i sistemi 2

Student:Mentor: ilo Luki, 1249Prof.dr edomir Vujovi

Istono Sarajevo, oktobar 2014 godineSadraj:1.UVOD32.Projektni zadatak43.Osnovni podaci44.Proraun karakteristinih parametara54.1Specifino optereenje provodnika54.2Idealni raspon64.3Kritini raspon64.4Kritina temperatura74.5Naprezanje provodnika74.6Proraun ugiba i odreivanje visine stuba85.Izolatorski lanac i ovjesna oprema96.Glava stuba166.1Proraun glave zateznog stuba167.Postavljanje zatitne uadi na zatezni stub198.SPECIFIKACIJA OPREME219.Literatura22

1. UVODUslovi za projektovanje i izgradnju nadzemnih vodova definisani su Pravilnikom o tehnikim normativima za izgradnju nadzemnih elektroenergetskih vodova nazivnog napona 1kV do 400kV.Pri konstruisanju nadzemnog voda treba naravno najvie voditi rauna o njegovim elektrinim karakteristikama. Vod treba biti tako elektrino dimenzionisan da pri prenosu izdri odreenu snagu bez padova napona ili gubitaka energije, a izolatorska oprema mora biti adekvatno odabrana da bi izdrala naponski nivo za koji se dimenzionie vod. Pored elektrinih svojstava vod treba da zadovolji i mehanika svojstva. Na primer, stub sa kompletnom opremom mora da izdri maksimalne udare vjetra na tom podruju na kom se die stub i sva predviena i nepredviena optereenja. Jo jedan primjer je da materijal od koga su izraeni provodnici takoe mora da izdri udare vjetra.Provodnici i stub moraju da posjeduju takve mehanike karakteristike da izdre sve udare vjetra i naprezanja uslijed leda i visokih temperatura koje izazivaju poveanje ugiba provodnika. Vod velikih dimenzija mora biti izgraen tako da u duem vremenskom periodu ne zahtjeva veliko odravanje, odnosno da bude to dugovjeniji. U tu svrhu se bira i takva oprema koja je veoma izdrljiva i ne zahtjeva remonte. Samim tim i pravilnim odabirom opreme i stubova smanjuju se trokovi izgradnje i odravanja, te je cijena podizanja stubova i montiranja provodnika i izolatorske opreme na te stubove najee pretstavlja i konanu cijenu izgradnje voda.Pored teine provodnika i opreme, stubovi moraju da izdre i zatezne sile koje djeluju na njih. To se naroito odnosi na ugaone i na zatezne stubove. Stubovi moraju imati odreenu visinu i moraju biti pravilno trasirani. U tu svrhu se uzima u obzir topografija terena i vremenski uslovi koji vladaju na takvom terenu, pozicija puteva koji eventualno mogu biti na trasi voda, pozicija objekata na zemlji.Zadovoljavajui mehaniki dizajn predstavlja jedan od najbitnijih faktora za dobar prenos vazdunim putem. Mogui kvarovi na vodu su prekid provodnika, probijanje izolatora, oteenje opreme, naprsnue stuba. Ali ti kvarovi se mogu preduprediti dimenzionisanjem opreme za abnormalne uslove u kojima se moe nai vod.

2. Projektni zadatak

Dati su svi potrebni podaci za zatezno polje dalekovoda 400 kV. Uraditi idejno rjeenje nadzemnog voda za dato zatezno polje i nacrtati krivu ugiba ueta sa veliinom odstojanja u karakteristinim takama trase.Definisati izolatorski lanac, pomonu (ovjesnu) opremu.Definisati glavu odabranog stuba sa svim potrebnim dimenzijama.Uraditi specifikaciju opreme.3. Osnovni podaciPodaci o dalekovodu:Naziv: DV 400kv.br.190A TS Novi Sad2 TS Novi Sad 3 uvoenje u TS 400/230kV Rimski aneviNazivni napon: 400 kVBroj sistema: jedanProvodnik: Ue JUS N.C1.351 240/40 Al/Zatitno ue: Alumoweld 126.1 mm2Maksimalan raspon:Maksimalna duina Z-polja:Izolacija: U120 BS

Podaci o stubovima:Tip: Y stubMaterijal: elino-reetkastiKlimatski parametri-pritisak vetra: 110 daN/m2

-optereenje od leda i snega: g=4*0.18* (1.0*ODO)

Podaci o provodniku: Prema JUS N.C.351Broj: estOznaka: JUS N.C1.351 240/40 Al/Konstrukcija: 26*3.45+7*2.68 mmPrenik: 21.9 mmPresek: 282.5 mm2Poduna srednja aktivna otpornost na 20 C: 0.1188 /kmPoduna masa: 987kg/km

Raunska sila kidanja: 8646 daNModul elastinosti: 7700 daN/mm2Temperaturni koeficijent linearnog irenja: 0.0000189 1/ CMaksimalano radno naprezanje provodnika: 3.0; 5.0 ; 8.0 daN/mm2

Podaci o zatitnom uetu: Alumoweld 126.1Broj: DvaOznaka: 1262 42.5-SA1A-19Kostrukcija: (1+6+12)*2.91 mmPrenik: 14.55 mmOtpornost na jednosmjernu struju na +20 C: 0.682 /kmDozvoljena struja kvara za vrijeme od 1 sec: U skladu sa dozvoljenom temperaturom ueta (DIN, GOST ili sl.) za poetnu temperaturu ueta od 40 C 11.45 kAPoduna masa: 850 kg/kmRaunska sila kidanja: 15553.6 daNModul elastinosti: 16200 daN/mm2Temperaturni koeficijent linearnog irenja: 0.000013 1/ C Maksimalno radno naprezanje zatitnogueta: 5.5; 10.5; 15.5 daN/mm24. Proraun karakteristinih parametara4.1 Specifino optereenje provodnika

Na provodnik nadzemnog voda djeluju mehanike sile u vertikalnoj i horizontalnoj ravni. Vertikalne sile ine: sila sopstvene teine provodnika i sila dodatnog optereenja koje na njima nastaje uslijed inja, leda i snijega. Horizontalna sila nastaje zbog djelovanja vjetra. Vjetar predstavlja optereenje promjenljive vrijednosti, a u proraunima se uzima u obzir putem sile ije je dejstvo ravnomjerno rasporeeno.

Sopstveno specifino optereenje provodnika ija je oznaka prema JUS standardu JUS N.C1.351 240/40 Al/ je jednaka s=3.45*10-3daN/m,mm2.

Dodatno optereenje uslijed leda se rauna po formuli:Rezultantno optereenje uslijed leda:

Specifino optereenje uslijed djelovanja vjetra:

Rezultantno optereenje uslijed djelovanja vjetra:

Slijedi da je,to znai da imamo vei uticaj leda nego vjetra, zbog toga emo posmatrati uticaj leda jer je izraeniji od uticaja vjetra. Nikada se istovremeno ne uzimaju u obzir uticaj vjetra i leda na provodnike stubova iako to propisi nekih zemalja predviaju. Stoga ovdje treba uzeti samo uticaj dodatnog optereenja od leda, budui da je njegov uticaj vie izraeniji.4.2 Idealni raspon Idealni raspon zateznog polja se dobija iz izraza:

Kod prorauna zateznog polja prvo treba izraunati idealni raspon, jer se za njega postavlja jednaina zateznog polja.4.3 Kritini raspon

Pri dimenzionisanju provodnika, treba poi od najnepovoljnijih uslova u kojima u provodniku nastaju najvea naprezanja. Ako raunamo u okviru propisima dozvoljenih uslova najvea naprezanja e nastupiti ili na -20 0C ili na -5 0C sa dodatnim optereenjem.

Kritini raspon se rauna iz izraza:

Poto smo dobili smo da je: za poetne uslove u proraunima uzimamo maksimalno naprezanje i rezultatno optereenje usljed leda koje iznosi:.

4.4 Kritina temperatura

Propisi iz sigurnosnih razloga propisuju minimalne visine iznad povrine zemlje i objekata iznad kojih prolazi nadzemni vod. Potrebne visine stubova odreene su sigurnosnim visinama i najveim ugibom provodnika. To znai da se jo prilikom projektovanja mora poznavati najvei ugib. Najvei ugib nastupa ili na -5 0C sa dodatnim optereenjem ili na +40 0C.Temperatura pri kojoj je za odreeni raspon ugib provodnika jednak ugibu na -5 0C sa dodatnim optereenjem naziva se kritinom temperaturom.

Kritina temperatura se rauna iz izraza:

Temperatura uslijed koje se javlja led je .

Kako je kritina temperatura manja od maksimalne , , provodnik ce imati najvei ugib na maksimalnoj temperaturi. Sada je potrebno izracunati naprezanje provodnika pri maksimalnoj temperaturi tj..

4.5 Naprezanje provodnika

Naprezanje provodnika raunamo iz jednaine stanja provodnika:

Pomou ove jednaine se odreuju naprezanja za bilo kakve klimatske uslove na osnovu poznatih polaznih velicina i .

odakle se dobija: , gdje je:

U ovim izrazima je , , , , , .Uvrtavanjem brojnih vrijednosti dobijamo A i B:

a time i jednainu, odakle dobijamo naprezanje provodnika pri temeperaturi od , koje u naem sluaju iznosi:

4.6 Proraun ugiba i odreivanje visine stuba

Ugib raunamo iz relacije:

Na kraju dobijamo da maksimalni ugib izmeu stubova iznosi:

Na osnovu slike uzdunog profila raspona, kulture terena, kota terena, sigurnosnog rastojanja i kada se uzme u obzir projekcija donje lananice sa uraunatom rezervom (zbog izduenja) dobije se da je visina stuba:

Za visine stubova emo uzeti da su:

U prilogu je dat uzduni profil trase od stuba br.12/4z do stuba br.12/3z sa proraunatom lananicom i donjom lananicom koja je projekcija gornje lananice na 7,8m.Duina faznih provodnika i zatitnog ueta se odreuje iz:

gdje je h visina izolatorskog lanca. Poto su oba stuba zatezna h= 0.Ukupna duina faznih provodnika je 3*223,52=670,56 m.5. Izolatorski lanac i ovjesna oprema

Izolatorski komplet se sastoji od jednog ili vie izolatorskog lanca. Tamo gdje su zahtjevi za optereenjima vei, kao i u sluajevima gdje je potrebna mehaniki pojaana izolacija, npr. pri prelazima preko pruge ili puta, primjenjuju se viestruki izolatorski kompleti. Najee se u praksi koriste dvostruki izolatorski lanci, i ako mogu biti i trostruki. Na zateznim stubovima izolatorski lanaci su uvijek pod uglom, napregnuti na duini zateznog polja ili na poslednjem stubu, a koriste se jednostruki ili viestruki zatezni izolatorski lanci. Izolatorski lanci su direktno spojeni na konzole pomou pomone i ovjesne opreme. Ukupan broj izolatora odreuje se na osnovu stepena zagaenosti, maksimalnog radnog napona (najveeg napona opreme), i strujne staze izabranog izolatora.Izolator je tipa U120 BS, znai kapasti sa tukom i kapom sa gnjezdom. Kapasti izolator dat je na slici 1.

Slika 1. Porculanski kapasti izolator RR-D-1104 B70Iz kataloga uzimamo dvostruki zatezni lanac sa kapastim izolatorima za 400kV, sa minimalnom prekidnom silom 320 KN. Nazivni napon je 400 kV - maksimalni napon opreme je 420 kV. Duina strujne, puzne, staze za kapasti izolator koji je dat na sl.1 je takoe uzeta iz kataloga i iznosi 320 mm. Stepen zagaenosti je 16 mm/kV, sto znai da je mala zagaenost.

Slika 2. Dvostruki zatezni lanac sa kapastim izolatorima sa dva provodnika u snopu

Na slici 2 znaenje oznaka je sledee: 1- dvostruka viljuka , 2-dvostruka viljuka (ravna), 3- odstojnik, 4- viljuka sa tukom, 5- gnijezdo sa viljukom, 6- zatezna kompresiona stezaljka, 7- gornji reket, 8- donji reket, 9- donji odstojnik, 10- zateza, 11- lijevi prut za zatitu od korone, 12- desni prut za zatitu od korone.Zagaenost je mala tako da je stepen zagaenosti 16 mm/kV. Broj lanaka u jednom izolatorskom lancu se rauna prema sledeem obrascu:

U naem sluaju broj lanaka iznosi :

Zbog vee sigurnosti i pouzdanosti kod zateznih izolatorskih lanaca dodajemo jedan lanak vie nego kod noseih. Poto u zateznom lancu postoje dva niza kapastih izolatora ukupan broj lanka za zatezne izolatorske lance je lanka. Prema tome duina zateznog izolatorskog lanca iznosi :

Prilikom prorauna uzeto je da je duina zastavice jednaka 80 mm a kod zateznog izolatorskog lanca u duinu izolatora uraunata je i kompresiona spojnica duine 460 mm.Ovdje se povezivanje provodnika sa zateznim lancem vri pomou zateznih kompresionih stezaljki. Zadatak zateznih stezaljki je da vrsto dre provodnik za zatezni izolator i sprijee prekid provodnika usljed zamora materijala. Na sl.3 data je zatezna kompresiona stezaljka, a dio stezaljke koji je oznaen sa (2), slui za povezivanje strujnog mosta.

Slika 3. Zatezna kompresiona stezaljka

Vjeanje zateznih izolatorskih lanaca na konstrukciju stuba se vri preko razliitog pribora za vjeanje, u naem sluaju upotrebljena je dvostruka viljuka i zastavice i one su prikazane na slici 4.

Slika 4. Dvostruka viljuka i zastavicaZa sklapanje kompletnog izolatorskog lanca ili seta korieni su viljuka sa tukom, gnezdo sa viljukom (slika5) i gornji i donji odstojnici (slika6).

Slika 5. Viljuka sa tukom i gnezdo sa viljukom

Slika 6. Gornji i donji odstojnik

U sluaju 400kV vodova za zatitu izolatorskog lanca od elektrinog luka koriste se gornji i donji reket, kao i lijevi i desni prutevi za zatitu od korone. Na slici 7 dat je gornji regulacioni zatitni reket, a na slici 8 donji zatitni reket.

Slika 7. Zatitni reket regulacioni gornji

Slika 8. Donji zatitni reket

Prutevi za zatitu od korone dati su na slici 9, i postavljaju se na zateznim stubovima, paralelno sa zateznim stezaljkama.

Slika 9. Prutevi za zatitu od korone

6. Glava stubaDimenzionisanje glave stuba predstavlja odreivanje osnovnih dimenzija stuba, uz uvaavanje propisima definisanih siguronosnih rastojanja, a na bazi predpostavljenih uslova mehanikog optereenja. Uvijek treba teiti optimalnom rjeenju i tipizaciji pojedinih elemenata, radi racionalizacije i to niih trokova kotanja. Za odreivanje glave stupa potrebno je osim odreivanja poloaja provodnika i zatitnih uadi odrediti i otklon izolatorskog lanca na kome je ovjeen provodnik, jer bi nedozvoljenim pribliavanjem provodnika uzemljenim djelovima (konstrukciji stuba) dalekovod bio ugroen.Tangens ugla otklona provodnika u rasponu, uslijed djelovanja vjetra je:

iz ega slijedi da je, ugao otklona provodnika u rasponu uslijed djelovanja vjetra jednak : =gde su:

- pritisak vjetra d - prenik provodnika

-poduna masa provodnika koja je jednaka .

Dobija se da je =.6.1 Proraun glave zateznog stuba

Sigurnosno rastojanje, provodnika pod naponom, od zatitinog ueta i uzemljenih djelova stuba , za naponski nivo 400kV je = 400/124=322 cm.Sigurnosno rastojanje izmeu dva susjedna provodnika u horizontalnoj konfiguraciji je:

.Zatezni izolator je u rasponu pa je njegova visina h=0. Za horizontalnu konfiguraciju kojeficijent k je:

Sigurnosno rastojanje izmeu faznog provodnika i zatitnog ueta u vertikalnoj konfiguraciji je:

. Za vertikalnu konfiguraciju koeficijent k je:

.

Sigurnosno rastojanje izmeu faznog provodnika i zatitnog ueta u kosoj konfiguraciji je:

.

Za kosu konfiuraciju koeficijent k je:

Ako zatitinu uad postavimo (simetrino u odnosu na ostale provodnike) iznad drugog provodnika sa obje strane, visinu vjeana emo dobiti uz uslov da krajnji provodnici budu unutar zatitne zone koja iznosi od zatitnog ueta u odnosu na normalu:

je dovoljno visoko da zadovoljava sigurnosne uslove vertikalne i kose konfiguracije provodnika i zatitnog ueta.

Razmak izmeu provodnika u snopu je .Zatitna zona izmeu dva zatitna ueta obuhvata prostor ispod luka koji dodiruje oba zatitna ueta kome je sredite iznad ueta, a poluprenik mu iznosi 0.58d, d-rastojanje izmeu zatitnih uadi.

. Na sledeoj slici je predstavljen zatezni Y stub sa svojim karakteristinim dimenzijama:

Slika 10. Zatezni Y stub

7. Postavljanje zatitne uadi na zatezni stubZatitno ue se takoe na kvalitetan nain mora fiksirati na vrhu stuba i mora biti ostvarena dobra galvanska veza izmeu ueta i stuba. Za privrivanje zatitnog ueta na stub koriste se posebne stezaljke: nosee stezaljke za zatitno ue, zatezne stezaljke (vijane i kompresione), preformirani prutevi, zatezai i razni nosai. Takoe se koristi i ostala spojna oprema koja se koristi i za prihvatanje provodnika za izolatorske lance. Na sl.11 prikazano je povezivanje zatitnog ueta na vrh stuba.

Slika 11. Povezivanje zatitnog ueta na vrh zateznog stuba

Zatitno ue se privruje za vrh stuba pomou ravnog kopca(17) (slika 12), zatezne stezaljke(15) (slika 13), i prikljune strujne stezaljke(16) (slika 14).

Slika 12. kobac

Slika 13. Zatezna stezaljka

Slika 14. Prikljuna stezaljka

Duina zatitne uzadi izmeu dva stuba je ista kao i duina faznih provodnika, pa je ukupna duina zatitne uadi:2*223,52=447,04 m.

8. SPECIFIKACIJA OPREME

Redni brojOPISJedinica mjereKoliina

1Zatezni Y Stubkom.2

2Zatitno ue

Alumoweld 126.1m447

3Fazni provodnik:Ue JUS.N.C1.351-240/40 Al/m671

4Dvostruki zatezni izolatorski lanac sa kapastim izolatorima za dva provodnika u snopu, 320 KNkom.12

5Zatezna kompresiona stezaljkakom.24

6Dvostruka viljuka kom.12

7Viljuka sa tukomkom.24

8Zastavicekom.12

9Gnezdo za viljukomkom.24

10Donji odstojnikkom.12

11Gornji odstojnikkom.12

12Gornji zatitni reketkom.12

13Donji zatitini reketkom.12

14Prutevi za zatitu od korone (lijevi + desni)kom.24

15kobackom.8

16Zatezna stezaljka za zatitno uekom.8

17Prikljuna strujna stezaljkakom.4

18Uzemljiva stubakom.2

19Tablice za oznaavanje fazakom.6

20Tablice za oznaavanje stubakom.2

9. Literatura[1] edomir Vujovi, Elektroenergetske mree i sistemi 2.[2] Sead Softi, Prenos elektrine energije, Sarajevo 1963.[3] Fuad Ceri, Nadzemni vodovi, Sarajevo 1974.[4] www. dalekovod.hr, Ovijesna i spojna oprema, Zagreb 2007

Elektrotehniki fakultet Istono Sarajevo

2